摘要：BIM技术在建筑结构设计中拥有极大的优势，但因为第三方兼容问题，导致BIM技术在结构设计中的应用并不广泛。本文简单介绍了BIM技术，并从结构工程师的角度分析了BIM技术应用方面的问题，同时结合相关案例，对其在结构设计中的应用进行了分析，仅供参考。
关键词：BIM技术；结构设计；应用
2017年以来建筑行业面临洗牌，近期住建部再次颁布重要文件推动BIM技术应用与发展，推动BIM技术在建筑项目的全过程应用，BIM技术落地应用已成为新风口。就建筑结构设计来说，BIM技术的地位在目前来说还比较尴尬，设计对BIM的认识尚存在误区，这些都是BIM应用发展需要解决的问题。
一、BIM简介
BIM技术即Building Information Modeling，建筑信息模型，它是一种数字三维技术，本质上属于计算机辅助设计技术当中的一种，但与其他的技术如CAD等存在较大差别。因为BIM本质上是在三维软件中集成建筑信息的一个数据模型。建筑项目当中的参与方都能够利用该模型来进行针对性的工作。它的最大优势在于信息共享，能够使建筑项目当中的各个专业进行协同。
当然建筑信息模型是BIM过程的产物之一，它的核心并非模型本身，而是模型中存放的信息，包括但不限于建筑、结构、热工、机电、材料、价格等。归根接地就是信息，而这些信息贯穿建筑项目的全生命周期，也可以说BIM也是一个过程，是利用数据模型针对建筑全生命周期进行管理的一个过程。
建筑项目全生命周期有好几个阶段，每个阶段都有大量数据信息的产生，而这些信息，不同的专业其处理方式是不一样的。虽然信息表达的内容的一致的，但可能表现方式不一样，就会造成大量的信息冗余。而信息冗余会造成潜在的协调错误，此时就需要一个具有唯一性的信息模型——BIM模型。
二、结构工程师眼中的BIM
BIM在最近几年发展十分快速，建筑工程中运用BIM的理念已经深入人心，得到广泛的认可，但是如果抛开当前行业中的繁荣景象。从深层次看，BIM在实际应用中所留下的痕迹很少，大多还处于概念阶段，真正依附BIM所产生的价值还未出现。
从结构工程师的角度来看，BIM技术的应用主要在于两个方面，一个信息模型，一个是模型的管理和应用。从信息模型来看，自从三维分析出现以来，结构工程师便已经接触了各种建筑结构三维模型。在结构分析时，三维模型是必要条件，材料、支撑关系等这些结构信息也十分丰富，已经满足结构分析的需要。现阶段结构工程师实质上并不一定习惯BIM模型。因为BIM模型与结构工程师习惯用的三维模型是不一样的，要使用BIM模型，可能还需要进行学习和摸索，而且，当前还缺乏较为成熟的接口方案，在结构工程师习惯的信息模型和BIM的信息模型之间转换还比较困难。所以从结构工程师的角度来说，BIM技术不得其心，虽然适应程度高，但却发挥不出BIM技术的优势——协同作业。关键还是缺乏既精通结构设计又精通BIM的人才。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
三、结构设计中的BIM技术
（一）建筑结构设计
按照GB/T50083规范当中的说法，建筑结构设计是按照相关设计标注，在保证建筑安全、适用、耐久、经济以及施工可行性的基础上，对建筑结构进行总体布置、技术与经济分析、计算、构造和制图，并寻求设计优化的过程。
（二）BIM技术的优势
当前已经出现一些第三方软件，可以实现结构分析模型与BIM模型之间的转化。如MIDAS，在设计时先利用BIM软件REVIT进行初步结构设计，然后利用第三方软件转换成结构分析软件适用的格式，修改后再次转换并导入REVIT。虽然这个过程比较麻烦，但也基本解决了结构工程师的不习惯问题。实质上，BIM模型本身就在结构分析上具有优势，首先就是基于BIM软件结合业主的要求，进行高效率的建模，并从模型自动生产图纸与报表，进行参数化设计，并实现自动更新。其次，基于BIM进行信息共享，改善设计流程。第三执行全面的建筑分析，包括结构可靠性、建筑性能、成本概算等。
（三）基于BIM的结构设计流程及要点
1、项目概况
某占地21650㎡的姊妹办公楼项目，高度107.1m。地上25层要求在结构柱网并且满足现代办公楼和现代建筑的理念。优化设计中改进了结构内柱，将建筑结构改造成跨度16m的一般结构梁和25m跨度的最大结构梁的楼面空间。要满足上述要求关键要创建一个可操作性强、灵活通用的BIM建筑模型。
2、应用流程
在应用BIM技术时，首先要搭建一个BIM模型，该模型在这个阶段还只是一个概念模型，由设计方完成，它可以设定level和grid。当这个模型达到一定深度，就可以共享，此时结构工程师就可以下载这个模型，并以此为基础进行结构设计。此时设计出来的模型只具备结构信息元素，可以有自己的level和grid。此时建筑方就可以剔除模型中的所有结构元素，只保留建筑构造，以便同时进行深化设计。
3、应用要点
首先，对异形构件进行分析，抓其主要特点，结合这些特点来选取模型参数，并对这些参数进行划分，包括类型或实例参数。例如可以将变截面位置、梁跨度和梁上洞口等的参数划分为实例参数，截面尺寸、变化细部尺寸等可构建类型参数。其次，对参数的几何意义进行具体分析，并根据分析结果确定参照线，比如Crank-R表示右侧变截面，Crank-L就是左侧变截面。第三，对各项参数的物理特性以及关联性进行分析，其中建筑结构设计相关规范当中已经对物理特性进行了一些限定，可做参考。第四，利用第三方导出到结构分析软件，方便结构分析和设计优化。结构工程师利用REVIT软件构建的结构物理模型基本满足项目要求，但是在利用第三方软件进行结构分析时，发现导出的模型出现了一些问题，尤其是信息丢失。一些构件交汇点出现多个重叠的节点，只能通过在第三方软件中调整，无疑加大的工作量，而且这样的修改可能会与REVIT软件的模型不能同步更新。
结束语：
综上所述，对于建筑结构设计来说，利用BIM技术进行设计，优势显著，但是阻碍也很大。一方面缺乏人才，另一方面需要解决第三方兼容问题。BIM技术并非多么的高级，它的优势在于协同，只要上述两个阻碍被解决，BIM技术将得到更加全面的应用。
参考文献：
[1]冯楚雪.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[D].湖北工业大学，2016.
[2]李轼，王科亮，刘媛.探析建筑结构设计中BIM技术的应用[J].江西建材，2015，03：34.
[3]申钢.建筑结构设计中存在的问题与对策[J].价值工程，2013，20：87-88.
论文作者:孔宪刚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/24
标签：模型论文; 结构论文; 建筑论文; 结构设计论文; 技术论文; 信息论文; 工程师论文; 《基层建设》2017年第17期论文;